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辅助花键在工程机械齿轮加工中的应用
2019-10-31  来源:临沂恒跃齿轮有限公司  作者:薛振威

     摘要:针对工程机械齿轮加工过程中,部分齿轮总长设计内花键较短且位置偏向一端,企业没有立式拉床而采用卧式拉床加工时精度达不到要求的问题,采用增加辅助花键的方法,确保了加工精度。
  
     1. 齿轮结构
  
     在工程机械齿轮加工过程中,部分齿轮总长设计内花键较短且位置偏向一端(见图1),如果加工企业没有立式拉床,采用卧式拉床加工时,齿坯拉削及心轴定位容易偏斜,后面工序精度达不到要求,进而影响整个零件精度。
 
   
  
图1
  
      2. 不加辅助花键对精度的影响
  
     齿轮热处理之前的加工工艺过程为:粗车→镗孔车基准→拉花键→精车→车辅助花键→滚齿。如果在镗孔工序将孔镗到最终尺寸,即不加辅助花键时,在后面两步工序中会对精度产生如下影响:
  
     (1)在拉花键工序,因花键本身尺寸较短,而工件尺寸较长,拉花键时,齿坯在拉刀上因自重原因,无花键一端易倾斜,齿坯轴线跟拉刀轴线成一定夹角,这样拉成的齿坯实际上内花键的轴线跟齿坯的轴线已经偏斜,零件装上心轴,检查外圆和远离花键孔一端跳动,满足不了工艺要求。

    (2)在精车工序,即使花键轴线跟齿坯轴线重合,拉完花键之后,零件装上车用心轴精车,由于定位花键尺寸较短,很可能工件上心轴之后,齿坯轴线跟心轴轴线偏斜,从而影响精车外圆与花键大径的同轴度、端面与花键基准的垂直度,对后续的滚齿、磨削及磨齿都将产生严重影响,导致整个齿轮达不到精度要求而报废。

     3. 增加辅助花键的好处
  
     增加辅助花键可以有效解决上述问题,镗孔时距离端面5mm处(因孔口都有锥度基准)留出10mm长度辅助内孔,内孔尺寸和花键小径镗孔尺寸一致,拉花键时辅助定位,拉成辅助花键,精车时辅助定位。两种工件添加辅助花键后的效果如图2所示。
  
   
  
图 2
  
     精车之后就可以把辅助花键车掉,热处理之后磨外圆已不需要心轴,而是用车好的中心孔与顶尖配合即可。磨齿用外圆与端面作为定位基准,所以热处理前把辅助花键车掉即可,避免了热处理后加工硬度高、加工难度大。

     4. 结语
  
    工程机械中类似结构的齿轮很多,此方法适合没有立式拉床的企业,可保证齿轮精度。当然这样增加了工序,增加了少量的制造成本,但是为了提升产品质量,增加的这点儿成本微不足道。

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